Алмазы заменят кремний в транзисторах для агрессивных сред

Большинство современных транзисторов основаны на кремнии, однако связанные с ним ограничения препятствуют использованию их в мощной электронике и в схемах, предназначенных для работы в неблагоприятных условиях, например, в двигателе автомобиля или в космическом пространстве с высоким уровнем радиации.

На решение таких задач нацелены алмазные транзисторы, о разработке которых коллектив японского Национального института материаловедения рассказал в статье, вышедшей на этой неделе в Applied Physics Letters.

«Промышленные алмазы имеют множество физических качеств, делающих их очень интересными для исследователей, занимающихся транзисторами, — отметил профессор Ясуо Коиде (Yasuo Koide), возглавляющий группу исследователей. — Это не только физически твёрдые материалы, они также хорошо проводят тепло, а значит могут справиться с высокими уровнями энергии и работать при более высоких температурах. Кроме того они способны выдерживать не разрушаясь более высокие напряжения, чем существующие полупроводниковые материалы».

Команда разработала инновационный производственный процесс, заключающийся в нанесении методом электронно-лучевого испарения изолятора (оксида иттрия) непосредственно на поверхность алмаза для формирования затвора полевого транзистора.

Оксид иттрия обладает многими нужными качествами, включая высокую термическую стабильность, большое сродство к кислороду и широкую запрещённую зону.

Авторы работают с промышленными алмазами, имеющими слой водорода на поверхности, и одной из их следующих задач будет понять механизм электронной проводимости через углеродно-водородный интерфейс. В конечном итоге они рассчитывают построить алмазные интегральные схемы энергоэффективных устройств для работы в условиях высоких температур или космического излучения.